Materiale Metalice Utilizate Pentru Implanturi

8/18/2019 Materiale Metalice Utilizate Pentru Implanturi

1/34

MATERIALE METALICE UTILIZATE PENTRU IMPLANTURI: Ni, Ti, Ta, Mo siW

MATERIALE METALICE UTILIZATE PENTRU IMPLANTURI

Materiale metalice pe baza de Ni, Ti, Ta, Mo si W pot fi folosite pentru obtinere deimplanturi deoarece aceste elemente, in cantitati mici, sunt bine tolerate in organism, unele,in stare naturala, fiind esentiale pentru functiile celulelor (precum Fe) sau pentru sintezavitaminei B12 (precum Co). Din contra, daca se gasesc in organism in cantitati mari, pot fi

chiar letale si din acest motiv biocompatibilitatea materialelor metalice folosite ca implanteste de mare interes deoarece acestea, in medii biologice, se corodeaza cu mari consecintenefavorabile, respectiv pierdere de material care va conduce, in final, la slabirea implantului.Cel mai periculos efect il reprezinta migrarea ionilor metalici in tesuturile vecine, cu efectetisulare incontrolabile. Din acest motiv relatia compozitie structura ! proprietati ametalelor si alia"elor utilizate pentru obtinerea diverselor implanturi este deosebit deimportanta.

#rimul alia" metalic utilizat pentru confectionarea implanturilor pentru corpul uman afost otelul cu vanadiu $Sherman” aplicat pentru obtinerea de placi si suruburi pentru fracturiosoase.

Din aceasta categorie de materiale utilizate pentru confectionarea implanturilor metalice fac parte alia"e de aur, platina, paladiu, argint, otelurile ino%idabile de crom, cobalt, alia"e pentru metalo!ceramica (nobile, seminobile si ino%idabile), alia"e de bronz (cupru, staniu, aluminiu) si alia"ele pentrulipit.

Cele mai importante caracteristici tehnologice ale materialelor metalice utilizabile inconfectionarea implanturilor sunt&

! sunt solide la 2'oC, cu e%ceptia mercurului

! sunt bune conducatoare de caldura si electricitate

! poseda structura omogena si uniforma

! au viscozitate mica


2/34

! au o buna rezistenta mecanica si chimica

! cu acizii dau saruri

! culoarea alia"elor nobile si a bronzurilor este galbena si gri!argintie pentru alia"e

ino%idabile si seminobile! poseda coeficient de contractie redus

! se prelucreaza la cald si la rece, mentinandu!si forma dupa prelucrare.

lia"ele, combinatii din mai multe elemente, din care unul este metal, pot fi& nobile(formate din aur, paladiu, platina), seminobile (formate din argint si paladiu), ino%idabile (crom!nichel, crom!cobalt) si cuprice (baza este cuprul si mai contin aluminiu, staniu etc). cestea suntcunoscute sub denumirea de bronzuri.

Cercetarea metalelor si alia"elor se realizeaza prin intermediul metalografiei, pirometrieisi prin determinari e%perimentale. Metalografia studiaza cu a"utorul microscopului forma, marimeasi natura grauntelor de cristalizare evidentiind fortele ce se e%ercita intre cristale si influentatratamentului termic, #entru a fi e%aminate probele metalice (epruvetele) sunt preparate prinmetode speciale de slefuire si lustruire.

Pirometria studiaza topirea si solidificarea unui alia" sau metal. *etalele se topesc si sesolidifica la aceeasi temperatura, in timp ce alia"ele au o perioada de temperatura cu doua valori e%treme.

naliza probelor metalice noi urmareste studiul proprietatilor mentionate in Capitolul +, iar rezultatele

obtinute sunt comparate cu valori obtinute pe probe martor, din metale sau alia"e e%istente .1. - /0 + + 3+D B+/

1.1. Tipuri si compozitii de oteluri inoxida ile

Fierul este cel mai raspandit metal tranzitional si unul dintre cele mai abundente in scoarta terestra. ste cel mai utilizat metal, din cele mai vechi timpuri, fiind si un element de baza al civilizatiei actuale. ste de o mare insemnatate biologica fiind transportor de electroni in plante si animale. Hemoglobina (care contine Fe) este transportorul de o%igen in sangele

animalelor, iarmioglobina asigura stocarea o%igenului. 4e poate afirma, cu putine e%ceptii, caviata nu ar fi posibila fara fier. +n locul o%igenului, hemoglobina poate lega alte grupari cum suntC , C !, rezultand complecsi cu mult mai stabili, care blocheaza circulatia o%igenului.

Fierul este, in mici cantitati, un element esential pentru viata plantelor si animalelor. Din punctde vedere biologic, fierul este cel mai important dintre metalele, fiind implicat in urmatoarele procese&


3/34

transportor de o%igen in sangele mamiferelor, pasarilor si pestilor (hemoglobina),

stocarea o%igenului in tesutul muscular (mioglobina),

transportor de electroni in plante, animale si bacterii (citocromul) si pentru transferul deelectroni in plante si bacterii (ferredo%inele),

stocarea Fe in animale (ferretina si transferrina),

ca nitrogenaza (enzima in bacteria care fi%eaza azotul),

sub forma de alte enzime.

Hemoglobina este pigmentul rosu din celulele rosii ale sangelui (eritrocite), si contine56'7 din ferul din organismul uman. Cea mai mare parte a restului de fier se gaseste sub formade ferretina. 8emoglobina este compusa dintr!o proteina cu masa moleculara foartemare, globina, legata de colorantul propriu zis,hemul, (Fitg.1) , care contine un atom de Fe (++).*asa moleculara a hemoglobinei este 5 9:''' si este formata din patru subunitati, fiecareconstand dintr!un comple% porfirinic !hemul - care contine Fe2; legat de patru atomi de azot, si o proteina globulara numita globina. Fiecare unitate poate fi%a o molecula de o%igen printr!un efect cooperativ, formandoxihemoglobina (forma o%idata), care transporta o%igenul de la plamani la tesuturi. colo o%igenul este eliberat si rezultadezoxihemoglobina (forma redusa) carese intoarce la plamani, reluand procesul. Factorul important in actiunea hemoglobinei catransportor de o%igen este tocmai reversibilitatea procesului, precum si faptul ca implica numai

Fe(++) sinu Fe(+++). !telul este un alia" fier carbon, a carui proprietati mecanice depind de continutul decarbon, de continutul in impuritati si de elementele de aliere. #rocesul de elaborare a otelului consta ineliminarea partiala a carbonului din fonta si a impuritatilor prin o%idare cu aer sau o%igen. +n acest proces, o parte din fier se o%ideaza de asemenea, astfel ca in a doua faza !dezoxidarea - are locreducerea o%izilor de fier formati, care se realizeaza de obicei cu alia"e ! ferosiliciu sau feromangan.

Fierul are tendinta de a dizolva carbonul in anumite proportii formand solutii solide, precum siun compus chimic !cementita - Fedin otelul calit caracterizat printr!un model acicular sauaciform=, obtinut dintr!o solutie solida stabila la temperaturi inalte, !austenita pe baza de Fe?, cureteaua cristalina cubica cu fete centrate (cfc) si a fost observata pentru prima data la otelurile!carbon.


4/34

0n eutectoid sau o mi%tura eutectoida este o mi%tura in doua faze la o compozitie care are celmai scazut punct de topire ,unde fazele se cristalizeaza simultan din solutia topita la aceasta

temperature scazuta. aportul potrivit de proportie al fazelor pentru a se obtine un eutectoid esteidentificat prin punctual eutectic din diagrama fazoriala. -ermenul vine din grecescul $

eute@tosA, care inseamna $usor de topitA.

Fazele distincte care apar in sistemul fier ! carbon sunt prezentate in Figura 2.

Ferita - solutie solida de carbon in fer cu ma%imum ','27 carbon.

ementita - compus chimic definit ! Fe


5/34

+n sistemul fier!carbon, faza austenita poate suferi o transformare eutectica pentru a produceferita si cementita, fiind des intalnite in structuri lamelare, cum ar fi perlita si bainita. cest puncteutectic este cam ',9 7 carbon, alia"ele care au apro%imativ aceasta compozitie se numesc $high carbon steelA( fier cu concentratie ridicata de carbon), in timp ce alia"ele care nu sufera aceastatransformare eutectica se numesc $mild steelA (fier slab).

Otelul inoxidabil este un alia" fier carbon, aliat cu un alt element, care prin formarea pe suprafata metalica a unei pelicule compacte si aderenta de o%id ii confera rezistenta lacoroziune in atmosfera, solutii de saruri, acizi etc telurile ino%idabile, conform +4+ ( merican+nstitute of 4teel and +ron) se impart in patru grupe in functie de microstructura&

! #rupa $ care cuprinde oteluri ino%idabile martensitice, avand cromul ca principalelement de aliere. +n general, aceste oteluri prezinta proprietati mecanice foarte bune, dar nu suntsuficient de rezistente la coroziune. 4unt folosite pentru fabricatia instrumentarului chirurgical.

! #rupa a $$-a cuprinde oteluri ino%idabile feritice, care au o structura formata dinsolutie solida de Fe si nu pot fi durificate prin tratamente termice. #rezinta o buna rezistentafata de coroziunea chimica si sunt folosite pentru industria chimica si medicala mai ales carecipienti.

! #rupa a $$$-a cuprinde oteluri ino%idabile austenitice Cr! i, cu un continut deapro%imativ 167 crom si E7 nichel, la temperatura mediului ambiant. ichelul este introdus pentru stabilizarea austenitei. daosul de 2


6/34

lemente

Compozitia otelului, 7 gr

-+#


7/34

tel ino%idabil


8/34

#entru obtinerea unor oteluri care sa prezinte caracteristicile mecanice prezentate in-abelul < este necesar elaborarea otelului sa se realizeze numai in agregate speciale cuptoareelectrice cu arc sau cu inductie, cu captuseala bazica, in atmosfera prote"ata (vid), la temperaturadependenta de faza tehnologica de prelucrare. stfel, topirea incarcaturii formata din deseuri deotel carbon, deseuri de otel ino%idabil si ferocrom ( 1', 1: sau 1E7 Cr) se realizeaza la otemperatura de 19'' oC, intr!un interval de ',: 2 ore, functie de natura incarcatur fanareao%idanta este etapa prin care se realizeaza corectarea compozitiei chimice a otelului, operatiecare se e%ecuta la temperatura de 19:'oC, sub vid, la ',2 at, prin insuflare de o%igen cu un debitde 1!1,: m


9/34

Dezo%idarea si alierea baii metalice se realizeaza prin adaos de var, CaF2 si elemente dedezo%idare ( Fe4i si Fe*n) si consta in eliminarea o%izilor metalici mentionati mai sus,desulfurarea topiturii si recuperarea cromului, conform reactiilor&

2Fe ; 4i M 2Fe ; 4i 2

2Cr 2 < ;24i M Cr ; 24i 2

Fe ; *n M Fe ; *n

Ca ; Fe4 M Fe ; Ca4

.

#rocesul se realizeaza cu viteze mai mari daca, prin dopul oalei de elaborare a otelului(Fig.


10/34

a"ungand pana la :'7 ceea ce ii confera proprietati de rezistenta mecanica ridicate. cest alia" prezinta o rezistenta la oboseala si la intindere mult superioara celorlalte alia"e si de aceea esterecomandat pentru confectionarea implanturilor care necesita durata mare de functionare.

+ntroducerea acestor elemente se realizeaza cu anumite scopuri, dupa cum urmeaza&

! cromul creeaza protectie fata de actiunea o%igenului (cresterea e%agerata are efectenegative asupra rezistentei mecanice si a fle%ibilitatii)

! cobaltul participa la completarea stabilitatii chimice a alia"ului, prote"andu!l deactiunea coroziva a acizilor si bazelor

! nichelul mareste ductibilitatea alia"ului (devine mai usor prelucrabil),combate o%idarea si imbunatateste fle%ibilitatea

! molibdenul mareste rezistenta la coroziune si la rupere, precum si cresterea fle%ibilitat

Proprietati fizico-chimice &

! sunt alia"e ino%dabile, rezistente la actiunea acizilor si bazelor

! greutatea specifica este intre E!1' gKcm


11/34

• este usor de finisat si lustruit.

-abelul pune in evidenta proprietatile mecanice impuse alia"elor pe baza de cobalt.

-abelul .#roprietati mecanice impuse alia"elor pe baza de cobalt

#roprietate

Co!Cr!*o Co!Cr! ! i Co! i!Cr!*o!-i

-urnat For"at la cald ecopt Deformat lareceFor"at la

caldDeformat la

rece

*odulul luiPoung, (O#a) 21' 21' 21' 21' 2


12/34

Continutul de o%igen din titan influenteaza foarte mult proprietatile mecanice aleacestuia. stfel, la un continut de ',1E7 2 limita de curgere este de 5 16' *#a, in timp ce uncontinut de ', ' 7 ridica limita de curgere la E: *pa. -otusi nu este de dorit crestereasemnificativa a continutului de 2 deoarece scad posibilitatea de prelucrare ulterioara a titanuluisi rezistenta chimica a acestuia. 8idrogenul este considerat ca fiind impuritatea cea maidaunatoare deoarece produce fragilitate la rece datorita formarii unor hidruri metalice. 0n acelasiefect negativ il are si carbonul deoarece poate forma carburi metalice la concentratii mai mari de',27

-itanul, ca metal, prezinta o foarte mare afinitate pentru o%igen. %izii titanului corespundvalentelor ;2, ;


13/34

%igen

-itan

',1E

GG, 6:

',2:

GG,


14/34

ezistenta la coroziune a implanturilor pe baza de titan se datoreaza formarii stratuluide dio%id de titan, foarte stabil, cu interval de depunere foarte rapid (1'!G secunde). stfel, chiar la temperatura camerei, titanul se o%ideaza, iar stratul de o%izi formeaza in continuare o barieraimpotriva agentilor corozivi. ceasta reactivitate crescuta a titanului impune desfasurarea procesului de turnare in conditii deosebite (in vacuum sau medii prote"ate si in creuzete decupru).

-itanul pur este utilizat in implantologie, tehnologia coroanelor, puntilor, protezelor partiale si totale, in ortodontie. Dintre alia"e cel mai utilizat este alia"ul -i9 l H.

A$anta%ele si deza$anta%ele utilizarii titanului

+n general, utilizarea e%ploziva a titanului in tehnologia dentara a ultimilor ani se e%plica prinnumeroaseleavantaje pe care le prezinta acesta, comparativ cu alte materiale metalice ale domeniului&

! e%celenta rezistenta la coroziune, superioara oricaror alte alia"e dentare cunoscute

! biocompatibilitate absoluta a titanului pur, datorata afinitatii crescute pentru o%igen silipsa oricarei to%icitati, fiind perfect tolerat de organism, cu e%periente clinice dintre cele mai bune

! posibilitatea unica de utilizare a unui singur material pentru implant si suprastructuri protetice sau orice alte lucrari protetice la acelasi pacient pentru evitarea reactiilor fizico!chimicece pot fi generate de utilizarea unor metale diferite

! nu produce combinatii alergice, fiind e%cluse orice reactii de acest gen

! posibilitatea realizarii unor piese protetice usoare cu o densitate de doar ,:1 gKcm


15/34

Din perspectiva stomatologului, pacientului sau a tehnicianului dentar, titanul prezintainsa si uneledezavantaje

! culoarea gri!argintie a lucrarii (in partile vizibile aceasta se poate placa sau combinacu polimeri sau materiale ceramice)

! temperatura de topire inalta si reactivitatea deosebita a titanului la cald impunutilizarea unor instalatii speciale de turnare precum si a unor materiale si tehnologii specifice pentru pregatirea machetei si a tiparului de aceea, elementele protetice turnate din titan nu suntcele mai ieftine dar, fara indoiala, asigura, cea mai buna solutie in raport cu stadiul actual.

".&. Prelucrarea titanului

Datorita proprietatilor specifice ale titanului si a alia"elor sale, respectiv temperaturaridicata de topire si cresterea brusca a activitatii chimice cu temperatura acestea se elaboreaza incuptoare electrice cu arc si prin inductie, numai in atmosfera de protectie cu gaze inerte sau vid.#relucrarea titanului se realizeaza prin turnare, frezare si electroeroziune. +n cazul prelucrariititanului prin turnare componenta metalica din titan se modeleaza pe modele de lucru integrale,montate cu modelul antagonist in raport de ocluzia corespunzatoare relatiei centrice, inarticulatoare medii, partial sau complet adaptabile.

#regatirea machetei pentru ambalare si ambalarea acesteia se face in functie deaparatura utilizata pentru topirea si turnarea titanului, care poate fi diferita atat in privintamodului de topire a titanului, cat si in ceea ce priveste introducerea titanului topit in tipar. 4!a

constatat ca utilizarea curentilor de inalta frecventa nu este cea mai buna solutie pentru topireatitanului nealiat, dupa cum nici centrifugarea nu asigura in cea mai mare masura succesul patrunderii metalului in tipar. Cea mai moderna si eficienta metoda pentru topirea metaluluinealiat este aceea cu arc electric sau cu laser.

-ehnologia de turnare a titanului este inca o ramura foarte tanara in tehnica dentaradatorita temperaturii ridicate a topiturii metalice si a puternicei reactivitati chimice a acesteia,(-abelul 6). 0nele firme au incercat sa evite problemele tehnice ale topirii ! turnarii titanului prin punerea la punct a unor tehnologii de prelucrare prin eroziune electrica. Firma rupp Medizintechni #mbH in colaborare cu 0niversitatea din -ubingen (Oermania) a realizat in acestscop sistemul DF constituit dintr!o tehnologie si instalatia aferenta pentru producerea de piese protetice!coroane, punti, implanturi prin eroziune electrica.

-abelul 6. 4istem, procedeu si firme de turnare ale titanului.


16/34


17/34

Turnare

CTclarc I. *orita urope Omb8

rvatron #C


18/34

4opha!CadCam 4Tstem 4opha Bioconcept

C D!C *;eroziune electrica

#rocera obelpharma #rocera O

lte firme au abordat tehnologii computerizate de analiza si prelucrare tridimensionalaC DKC * (C DM omputer !ssisted esign C *M omputer !ssisted Machining ) care, in principiu, opereaza in trei faze&

a. e%plorarea optica sau mecanica si prelevarea de date fie direct de la pacient (incavitatea bucala) fie indirect, de pe un model

b. prelucrarea datelor pe baza unor algoritmi adaptati domeniului si crearea unor programe de lucru pentru masini de prelucrare

c. confectionarea piesei protetice direct din materialul metalic stabilit, prin prelucrarimecanice sau realizarea unei scule!electrod pentru prelucrarea acestuia prineroziune electrica (in cazul titanului poate fi utilizata oricare din cele douavariante).

+n tabelul E sunt prezentate principalele sisteme tehnologice e%istente sau in curs dedezvoltare, pe plan mondial, pentru realizarea de piese protetice cu caracter unicat.

Desi costul instalatiilor de turnare este inca ridicat, tehnicile bazate pe topire si turnareasigura cea mai rapida si ieftina cale de realizare a unor componente protetice individuale dintitan si constituie singura tehnologie accesibila laboratoarelor mici si mi"loc #entru ambalare sefoloseste materialul de ambalare /ematitan pulbere, care se prepara sub forma de pasta prinadaos de lichid special, proportionat conform instructiunilor. *ala%area se face in vacuum, cumala%orul electric, timp de 9' secunde. -impul de priza, la temperatura normala a mediuluiambiant (1E!2')' C, este de ' min.

#rin C D se realizeaza in sistemul electronic (memoria) al computerului un design, oforma in realitatea virtuala, constituit dintr!o multitudine de cifre, care, in ansamblul lor, prefigureaza forma care o va avea, in realitate, componenta metalica a O# scheletizat. C *inseamna e%ecutarea de catre aparatul de frezare, de prelucrare metalica a blocului metalic dintitan, diri"at de computerul in memoria caruia sunt stocate informatiile care vor conforma, cua"utorul masinii componenta metalica. ceasta metoda prezinta avanta"ul eliminarii tuturor


19/34

fazelor de laborator, care in cazul scheletului metalic al unei proteze cu foarte multe elemente, pot determina aparitia unor deficiente.


20/34

solubilitatii elementelor R stabilizatoare, iar adaosul acestor elemente, Fe, *n, Cr, *o, H, inalia"ele binare -i! l are ca efect eliminarea fragilitatii, preintampinandu!se formarea fazei .

lia"ele din sistemul ternar -i! l!H beneficiaza de foarte bune proprietati mecanice sitehnologice datorita vanadiului care, in concentratie de :7, mareste plasticitatea, refractaritateasi rezistenta la coroziune. lia"ele formate din :'7 -i si :'7 i, denumite 0itinol poseda proprietatea de a se dilata pana la 2''7.

lia"ul cu cea mai larga utilizare medicala in tehnologia protezelor dentare este -i9 l Hdeoarece poseda o foarte buna rezistenta la coroziune in diferite tipuri de solutii corozive si proprietati mecanice ridicate. /a temperatura camerei este un alia" bifazic (α ; β), dar la temperaturade apro%imativ G6:VC se transforma intr!un alia" cu faza unica. -ratamentele termice influenteazacantitatea relativa de fazaα si β a alia"ului si revenirea lui la proprietatile mecanice initiale.

#roprietatile alia"elor&

! #roprietatile mecanice ale alia"elorα ; β sunt influentate de cantitatea, forma,marimea, morfologia fazeiα si densitatea interfeteiαKβ

! rezistenta la oboseala si intindere ! alia"ele monofaziceβ cu o arie de interfata mica sigranulatie fina au o buna rezistenta la oboseala si intindere. *icrostructurile lamelare, cucontinut mare de fazeαKβ , au forta de oboseala mica, (


21/34

Procedee de incalzire (topire)&

• prin inductie (curenti de inalta frecventa)

• cu arc electric direct si electrod nefuzibil

• cu plasma termica.

Procedee de turnare &

√ turnare prin centrifugare& in plan orizontal in plan vertical

√ turnare combinata vacuum!presiune.

*ediile de lucru utilizate pot fi& atmosfera de gaz protector (argon, heliu, amestec de gaze)sau vid. eactivitatea ridicata a titanului topit (dar si cea titanului cristalizat dar aflat la temperaturiinalte) cu o%igenul din masa de ambalat siKsau din mediul de lucru sau materialul creuzetului, dupa cazsi cu alte componente chimice ale acestora fac ca la suprafata piesei turnate sa apara o zona de reactiecu o grosime de 2:!2''mm, numita strat -case . ceasta zona are o compozitie chimica si o structuradeosebita, o duritate relativ ridicata si o plasticitate diminuata prezentand deseori pori si microfisuricare pot afecta rezistenta piesei turnate. Datorita impurificarii chimice, aceasta zona prezinta si o usoarareducere a pasivitatii electrochimice si, respectiv, a biocompatibilitat

+n cazul turnarii industriale a titanului, in piese relativ mari, prezenta acestui strat nu provoaca dificultati in e%ploatare si, de aceea, nu i se acorda o atentie deosebita. +n tehnica dentara

insa, unde piesele turnate sunt de mici dimensiuni si au sectiuni cu grosimi relativ reduse, stratulα !case impune luarea unor masuri deosebite, incepand cu utilizarea unor mese de ambalat speciale siterminand cu operatii specifice de prelucrare si tratament chimic final.

. /- /+ I 0-+/J - # - 0 +*#/ -0 +

.1. lia"ele Fe! i!Cr clasice

ceste alia"e sunt cunoscute ca alia"e 1EKE, datorita continutului de i (1E7) si Cr (E7)si au fost elaborate de firma Urupp. #ot fi prelucrate prin for"are ! laminare si nu prin turnare.4unt utilizate si pentru obtinerea acelor de canal, coroanelor si barelor prefabricate.

(orma de prezentare

4unt livrate in trei forme& sarme ortodontice cu grosimi diferite cape sau discuri (',


22/34

+n afara de i si Cr, aceste alia"e mai au in compozitie ca principal element de aliere Fe.Continutul in carbon este de ','EG!',2'7, iar cantitatile de -i, *g, si, *o, b, -a desi sunt foartemici produc modificari importante ale proprietatilor. Cromul& asigura rezistenta la coroziune, alia"ul1EKE fiind rezistent la coroziune si matuire, datorita solutiei solide ce se formeaza intre i, Cr, si Fe

Carbonul& trebuie sa fie in cantitati mici pentru a evita formarea carburilor de crom,care scad rezistenta la coroziune

*olibdenul& mareste rezistenta la coroziunea poroasa.

lementele -i, *g, b, -a au rolul de a preveni formarea de carburi intre carbon si fier sau crom sunt elementele de echilibrare ale alia"ului.

#roprietati

! sunt oteluri ino%idabile, rezistente la atacul acid

! prelucrate corespunzator isi mentin luciul in mediul bucal

! zonele de coroziune apar in aria de lipire a partilor componente

! au coeficient de contractie mare, dupa turnare

! celelalte proprietati sunt asemanatoare cu cele ale alia"elor i!Cr moderne(temperatura de topire, densitatea, culoarea, proprietati mecanice).

.2. lia"ele i!Cr moderne

4unt alia"e turnabile, avand in compozitie doua metale de aliere& i (9'!6'7) si Cr (1:!2'7) la care se adauga microprocente de& *o, l, *n, si, Be, Cu, Co, Oa, Fe, pentru echilibrareaalia"ului.

1. Compozitie. Produse comerciale

*etalele principale ale acestor alia"e sunt i si Cr, care confera alia"ului intr!o anumita pro! portie, o rezistenta ma%ima la coroziune. ezistenta la o%idare si coroziune se datoreaza formariimicrostratului protector de o%id de crom la suprafata lingoului din acest alia".

-abelul G.Compozitia alia"elor i!Cr moderne

lia" i Cr Co *o Fe *n 4i -i l Be Oa b


23/34

lbond 6:!EE 11.: !


24/34

are rol de protectie a metalelor in timpul topirii, este formator de o%izi pentru adeziunea maselor ceramice. #rezenta beriliului in compozitia alia"elor i!Cr este controversata datorita efectuluito%ic al pulberii in momentul prelucrar *a"oritatea alia"elor i!Cr actuale nu mai contin beriliu,fiind specificat pe ambala"ul alia"ului ( 0on 1e !llo% ).

Carbonul (',':!',17) ! se adauga in cantitati foarte mici, unele alia"e nu!l contin pentruevitarea formarii carburilor si a unei structuri de alia" fragil, casant. Continutul mic de carbonmareste duritatea, rezistenta mecanica si ductilitatea alia"ului.

". Microstructura alia%elor Ni)Cr

lia"ele i!Cr, dupa turnare!solidificare, au o structura multifazica dendritica care conferaacestor alia"e proprietati mecanice si fizico!chimice specifice. ceasta structura multifazicafavorizeaza grava"ul acid, necesar in tehnicile adezive si tehnologia coroanei mi%te (metalo!

compozita).*. Proprietatile alia%elor Ni)Cr moderne

lia"ele i!Cr au duritatea cu cca.


25/34

Duritatea, 8.H :'!1:' 2''!


26/34

W 4e poate utiliza pentru confectionarea clemelor pentru anevrisme intracraniene, a filtrelor pentru vena cava sau pentru implanturi ortopedice. Cresterea continutului in nichel conduce laformarea unei alte clase de alia"e i!-i care nu au aceiasi capacitate de a reveni la forma initiala precum 55-0itinol . mbele tipuri de alia"e au insa unmodul de elasticitate relativ mic si suntmai dure comparativ cu otelurile ino%idabile sau alia"ele i!Cr.

. . lia"e Co!Cr

ceste alia"e au in compozitie un continut ridicat de cobalt (cca.9'7) si crom (2:!


27/34

U -+-=4 G''!1''' X


28/34

Cr Co i Fe *o *n 4i C 1 Be

(Co!Cr)


29/34

luminiul ! alia"ele cu procenta" mai mare de nichel formeaza un compus i< l, cuefect de durificare prin precipitare.

Carbonul ! (',1!',:) ! continutul in carbon este cel mai critic. Hariatii mici procentualeau un efect pronuntat asupra rezistentei mecanice, duritatii si ductilitatii alia"ului. Carbonul poateforma carburi cu orice constituent metalic, influentand semnificativ rezistenta mecanica a acestor alia"e. %cesul de carbon, cu ',27 peste limita admisa produce o fragilitate severa a alia"ului.

+. Proprietati 'izico)c0imice

-emperatura de topire ! are valori considerabil mai mari decat aceea a alia"elor de aur si deaceea aceste alia"e sunt clasificate in functie de aceasta caracteristica in doua clase&

! inalt fuzibile, cu temperatura de topire mai mare de 1


30/34

C (Co!Cr! i) 6' 9E: E 29 1GE

D (Fe!Cr) 6'< E 1 G


31/34

cesta este indicat pentru reomogenizarea microstructurii alia"ului. 4tudiilemetalografice arata ca, dupa tratamentul termic la 1'''VC, timp de o ora, proprietatile mecanice aleturnaturii nu sunt modificate, in schimb, se reduce elongatia. acirea lenta la temperaturi sub valoriletemperaturii incipiente de topire, mareste ductilitatea turnatur Ductilitatea mai poate fi marita si prinreducerea continutului de carbon. ceste cresteri ale ductilitatii maresc semnificativ forta derezistenta. *icrostructurile cu granule de carbura e%tinse au o ductilitate redusa, pe cand structurilecu granule de carbura libere sunt caracterizate prin reducerea fortei de rezistenta si de intindere aturnatur

Consecutiv tratamentului termic, alia"ele Co!Cr!*o sufera o transformare de fazaalotropica de la o structura strans impachetata la o structura cubica centrata.

.:. lia"e nobile

4unt alia"e care contin u, #t, #d, +r, a, u si s si sunt usor de prelucrat, nu seo%ideaza, au duritate scazuta (apro%. ' unit. Duritate Brinell) si se aliaza cu diferite metale carele maresc duritatea ( g, Cu, #t, +r, #d, i). pa regala (


32/34

+n stomatologie se foloseste alia" deaur de 22 carate, in timp ce pentru bi"uteriise foloseste aur de 1E si 1 carate. lia"elenobile pe baza de aur pot contine si alteelemente, in diferite proportii, functie decriteriile mentionate in -abelul 1:.

Ar3intul este constituentul de bazaal alia"elor seminobile, fiind deosebit demaleabil si ductil. 4e aliaza cu aurul in orice

proportie si poseda o mare afinitate fata desulf, formand g4, de culoare neagra. +nalia" cu aurul isi mareste duritatea sirezistenta la abraziune.

Cuprul , cu densitatea E,: gKcm


33/34

Iridiul este un metal de culoare argintie, dur, casant, rezistent la rupere si intra incompozitia alia"elor nobile in proportie de 2:7 pentru rezistenta sa la deformari elastice siincovoiere. lia"ele nobile care contin acest metal prezinta o structura cristalina foarte fina.

Caracteristicile alia"elor nobile&

! la transformarea alia"elor solide in stare lichida coeficientul de contractie este de 1!1,27, rezultand piese de precizie ma%ima

! topite, curg cu usurinta in tipare, grosime de ',2: mm, obtinandu!se coroanedentare cu grosimi diri"ate

! sunt rezistente la actiunea acizilor si bazelor

! sunt foarte bine tolerate biologic

! se recupereaza, fiind reutilizate.

*.#.ALIA4E 5EMIN!6ILE.

4unt asemanatoare alia"elor nobile, bine tolerate din punct de vedere biologic si rezistentela coroziune avand un pret de cost mai redus sunt mai folosite fata de cele nobile. u incompozitie mai ales #d, g, u, Cu si #t, dar si cantitati mici de i, Cr, Co, *n, *g si Cd.

Ar3intul constituie un component de baza al alia"elor seminobile, fiind prezent in proportie de 9:7. #oseda o mare afinitate pentru sulf, cu care realizeaza la 2''oC, sulfura desulf, de culoare neagra.

Cuprul , cu densitatea E,: gKcm


34/34

! sunt rezistente la rupere, abraziune si deformare

! se prelucreaza cu usurinta la cald si la rece

! coeficientul de contractie este identic cu cel al alia"elor nobile

! sulful modifica friabilitatea si culoarea alia"ului

! se obtin punti dentare si microproteze de acoperire

+n comert se gasesc alia"e seminobile sub denumirile& # //+ O (care contine :7 u,restul g, #d, #t), # /+D (cu 97 u, restul g, #d, #t)

http&KKNNN.scrigroup.comKtehnologieKtehnica!mecanicaK* - + / !* - /+C !0-+/+J - !# EG6.php

Materiale Metalice Utilizate Pentru Implanturi

Documents

Transcript of Materiale Metalice Utilizate Pentru Implanturi